[发明专利]一种集中式数字化变电站系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，特别涉及到数字化变电站及其相关技术，如IEC 61850 标准、智能电子设备、网络通信技术等，通过采用多种新技术和新设备，提供一种基于全站 信息共享的集中式数字化变电站系统。

背景技术

基于微机保护和计算机监控的传统变电站自动化技术经过十余年的发展已逐步成熟和完 善，并在提高电网自动化水平和输配电可靠性方面发挥了十分重要的作用。但是，由于传统 变电站自动化技术存在一些缺陷，如站内各种自动化装置和子系统各自独立，通信接口和规 约众多，导致变电站系统数据重复、互操作性差，不能满足现代电力系统发展和建设数字化 电网的要求，需要实现新一代的数字化变电站系统。

数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通 过对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量监视、 控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。其主要特征主要包括：基于IEC61850的全站统 一的数据模型及通信服务平台；智能化一次电气设备；网络化二次装置。

对于数字化变电站的整体结构和智能设备的结构、功能等方面还没有形成统一的认识， 尤其是过程总线方面，多数数字化变电站的实现模式还是基于传统变电站“点对点”方式， 不仅结构繁杂，而且不能基于全站信息共享实现变电站系统的功能，使数字化变电站技术的 发展受到了极大的制约。

随着数字化变电站和智能电网建设工作的逐步开展，电力系统各层次的设备将越来越多 的实现数字化和智能化。在经历了由集中到分散的变电站自动化发展历程后，变电站智能设 备将随着IT和通信技术的进步再次由分散走向新水平的集中，根据具体变电站的不同应用需 求，新一代的集中式多功能智能设备和集中式数字化变电站将会在电网数字化的进程中起到 重要作用。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，满足现代电力系统发展和建设数字化电网的 要求，提供一种新一代的数字化变电站系统，其以高速工业以太网交换技术、IEC 61850标 准(变电站通信网络和系统)和多功能集成的智能电子设备为基础，提供了一种集中式的数 字化变电站系统。

本发明提供了一种集中式数字化变电站系统，包括变电站层、间隔层和过程层，其特征 在于：基于IEC 61850标准构建变电站系统的信息模型和通信架构；采用高速以太网交换技 术和虚拟局域网(VLAN)技术，实现变电站系统的信息共享；所述间隔层包括系统控制器， 所述系统控制器是多功能智能电子设备，具有保护、测控和录波的功能，从而使得间隔层设 备和接线得以简化，所述过程层的智能终端整合了合并单元和智能操作箱的功能；

遵照IEC61850标准，该系统采用三层逻辑体系结构，包括变电站层、间隔层和过程层；

(1)所述变电站层包括变电站的工程师站，该工程师站可兼用作操作员站或远动主站， 该工程师站包括个人计算机或服务器，并至少配置有2个以太网接口，分别接入变电站系统 的通信网络和调度通信网络；所述变电站层接收来自所述间隔层的信息，并使用站控软件系 统来实现所述变电站层的运行、维护、打印以及远方通信的功能，所述站控软件系统集成了 基于IEC 61850标准的通信和工程化工具软件，能够提供完善、方便的配置、测试和维护手 段，包括系统的配置/组态、实时库的管理、模型/通信的一致性测试、SCL配置文件的管理 功能；

(2)所述间隔层设备包括系统控制器，该系统控制器包括至少12个CPU插件，每个插 件提供双光纤以太网接口，接入变电站系统的通信网络；所述间隔层采集过程层的信息，接 收来自变电站层的命令，实现对变电站系统的保护、测控和计量功能，所述间隔层采用模块 化设计，各插件可通过配置进行组合，实现多种功能，过程层基于IEC61850通信标准的共享 数据采集系统为间隔层的功能整合奠定了基础，从而将监控、电能计量、录波、PMU(向量测 量单元)和电能质量监测的功能集成到统一的多功能单元：所述系统控制器中，系统控制器 可收集到变电站系统的全部电气量及电气状态，能够完成对变电站系统的集中保护、监控和 测量任务；